162258. lajstromszámú szabadalom • Eljárás olefinoxidok előállítására elektrokémiai oxidáció útján olefinekből
162258 Glass Company of Japan által forgalomba hozott Seleimioii AMV membránt tartjuk legelőnyösebbnek. Az eljáráshoz bármilyen megfelelő anődot használhatunk, abban az esetben azonban, amikor a propilént közvetlenül vezetjük be az elektrolizálő 5 eelláfca, előnyösen porózus anődot használunk, hogy mejgcönnyitsük a propilén eloszlását az anőd felületén és elősegítsük, hogy a propilén bensőségesen érintkezzen az anőddal. Anődként előnyösen platinát, ruténiumot, oxidált ruténiumot, plaünázott 10 titánt, ruténiummal bevont titánt, oxidált ruténiummal bevont titánt, őlomoxiddal bevont titánt vagy más megfelelő fémet használunk. Mivel a katőd jelentéktelen szerepet játszik a folyamatban, bármilyen ismert alkalmas anyagbői, igy rozsdámén- 15 tes acélbői, nikkelből vagy más hasonlóból készíthetjük. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kivitelezéséhez anódot és katódot tartalmazó és egy megfelelő diafragmával elválasztott elektrolizálő 20 cellát használunk. Az anódtérbe egy a találmány szerinti acetát elektrolit vizes oldatát töltjük. Az anődot elektromosan összekötjük egy egyenáramforrás pozitiv sarkával, a katódot pedig az áramforrás negatív sarkával. A katódtérbe egy 25 alkálifémacetát, előnyösen nátriumacetát, káliumacetát vagy litiumacetát vizes oldatát töltjük. Megindítjuk az elektrolízist, és a kapott anolitba folyamatosan propilént vezetünk. Az elektrolit hőmérséklete szobahőmérséklet körüli lehet, előnyösen 30 16 C° vagy annál alacsonyabb. A folyékony közegből propilénoxid és propiléngáz távozik, amelyet összegyűjtünk és elválasztunk. A propilént az elválasztás után kivánt esetben visszavezethetjük az elektrolizálő cella anődterébe vagy a reaktorba. 35 Az elektrolízist egy cm2 anődfelületre számítva 90-450 A áramsürüséggel végezzük. Az áramra vonatkoztatott optimális hozam biztosítása végett az anolitra vonatkoztatott andődpotenciának kisebbnek kell lenni annál a potenciálnál, amelynél oxi- 40 géngáz fejlődhet az anőd felületén. Azt találtuk, hogy az abszorpciós kolonnát és az elektrolizálő cellát általában atmoszférikus nyomáson célszerű üzemeltetni. Megjegyezzük azonban, hogy a találmány szerinti előírásoktól 45 való eltérés nélkül lehetséges az eljárást a légköri nyomásnál kisebb nyomáson pl. néhány Hgmm-en végezni vagy esetleg a légköri nyomásnál nagyobb nyomáson, amely addig az értékig terjedhet, ahol a propilén az adott hőmérsékleten kondenzál. Abban 50 az esetben, ha elkülönített reaktort használunk, kívánatos az elektrolizálő cellát a reaktorétól eltérő hőmérsékleten és nyomáson működtetni. A külön reaktor használata lehetővé teszi a propiléngáz és az elektrolitoldat optimális kevere- 55 dését és igy a reakciót sokkal könnyebben lehet szabályozni, mint abban az esetben, ha a gáz és a folyadékot közvetlenül a cellában keverjük össze. Az elkülönített reaktor további előnye, hogy mivel a cellákat legkönnyebben a környezet nyomásán és 60 hőmérsékletén működtethetjük a gázt és a folyadékot a külön reaktorban olyan - a celláétól eltérő -hőmérsékleten és nyomáson keverhetjük össze, amely legkedvezőbb a maximális propilénoxidhozam elérése szempontjából. (A propilénoxid 65 hozamot a betáplált oxigénre és a felhasznált villamosenergiára számítva értjük.) Az elektrolízis kezdete után az anolit propilénoxiddal telítődik. Ez elősegíti az érintkezést a propiléngáz és az acetátionok között az anolitban. Az oldatban levőpropiléaoxidot kivánt esetben kinyerhetjük, de ezt rendszerint aem tesszük meg, mivel a művelet költséges. A katódről távozó gáz lényegében tiszta hidrogén, amelyet felhasználunk vagy értékesítünk. A propilénoxid egyre jelentősebb nyersanyag a propilénglikol és a különböző mőlsulyu polixjxipropilénglikolok előállításához. A polioxipropilénglikolokat nagy mennyiségben használják poliuretán-habok előállításához, mely utóbbiakat a kárpitosiparban, továbbá szigetelésre és számos más célra használnak fel. A találmány szerinti eljárás egyik nagy előnye, hogy katalizátort nem igényel. A találmány szerinti eljárást a fentiekben ugy ismertettük, mint propilénoxid porpilénből való előállítására szolgáló eljárást. Természetes azonban, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmazható olefinoxidok, pl. etilénoxid vagy butilénoxid előállítására a megfelelő olefinekből és általában véve olefinoxidok általános előállítási módjának tekintendő. A találmányt az alábbi példákkal világítjuk meg közelebbről az oltalmi kör korlátozása nélkül. A számadatokon sulyrészeket értünk, hacsak mást nem említünk. 1. példa Az eljáráshoz egy 1. ábra szerinti 1 elektrolizálő cellát használunk, amely egy 60 x 15 cm méretű 2 szitaanódot és egy 3 rozsdamentes acélkatódot tartalmaz, amely mintegy 3, 8 cm-re helyezkedik el a 2 anődtől. A 4 anódtér egy 6 ioncserélő membrán diagramával van elválasztva az 5 katődtértől. A 4 anődtérben levő anolit 5 %-os vizes rézacetát-oldat, az 5 katódtérben levő katolit 5 %-os vizesnátriumacetátoldat. Az anolitot és katolitot egy szivattyúval folyamatosan cirkuláltatjuk, hogy biztosítsuk a homogenitást és az egyenletes hőmérsékletet az elektrolizálő cella 4 és 5 elektrolit terében. A 2 anód közelében elhelyezkedő 7 lyukacsos müanyaglemez biztosítja a propiléngáz egyenletes eloszlását a 2 anőd felületén. A 114 A-es egyenáramot a 2 anódraés a 3 katódra kapcsoljuk. Az elektrolithoz viszonyított anódpotenciál ezüst-ezüstklorid referencia elektróddal szemben mérve 2,1 volt. Az 1 cellába a propilént a 2 anőd közelében vezetjük be. Amikor az anolit analízise azt mutatja, hogy az anolit propilénoxiddal telítődött, a propilénáramot 173 liter/őra értékre állítjuk be. A 4 elektrődtérből távozó gázt a 8 csapdán vezetjük át, ahol leválasztjuk belőle a magával ragadott anolitot és azt visszavezetjük a 4 anódtérbe. A 8 csapdából távozó gáz a 9 molekulaszita száritőn, azután a 10 csapdán halad át, mely utébbit -10 C° hőmérsékleten tartunk a propilénoxid kondenzálása végett. Az 5 elektrődtérből távozó hid-3
